CN101222005A - 发光二极管封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构，包括一引线框架、一发光二极管芯片与一电路板。引线框架包括一第一引线与一第二引线，而发光二极管芯片配置于第一引线上，且电连接至第一引线与第二引线。电路板配置于引线框架上，且电连接至第一引线与第二引线。此外，电路板与发光二极管芯片位于引线框架的同一侧。

Description

发光二极管封装结构
技术领域
本发明涉及一种封装结构(package structure)，尤其涉及一种发光二极管封装结构。
背景技术
请参照图1，常规发光二极管封装结构100包括一金属块(slug)120、一引线框架(lead frame)130、一发光二极管芯片(light emitting diode，LEDchip)140以及一透镜(lens)150。发光二极管芯片140藉由导电胶170而黏着于金属块120上，且发光二极管芯片140通过导电胶170、金属块120以及焊线(bonding wire)180a而电连接至引线框架130的一第一引线132，并通过焊线180b而电连接至引线框架130的一第二引线134。透镜150覆盖发光二极管芯片140。而在实际应用状况下，此封装结构100需搭配电路板110使用，电路板110具有一线路层112，而金属块120是通过一导热膏160而贴附于线路层112上，同时引线框架130焊接于线路层112上。
发光二极管芯片140所产生的热主要是通过导电胶170、金属块120、导热膏160而传递至电路板110，以藉由电路板110将热传至外界。然而，由于散热途径过长，且各元件之间的密合度不佳，所以散热效果较差。若以导热膏来提升各元件之间的密合度，则又会额外增加热阻。再者，采用成本较低的FR4印刷电路板作为电路板110时，其本身的热阻大，无法满足散热需求，因此为了提高散热效率，需采用金属芯印刷电路板(metal core printedcircuit board，MCPCB)。但是，金属芯印刷电路板的成本较高，所以会增加生产成本。此外，虽然金属芯印刷电路板是采用铝等导热金属制成，但在铝层与金属块120之间还有铜层(导电层)与介电层(dielectric layer)。由于介电层的热传导系数很小，故会产生不少的热阻，因而影响散热效率。
而发光二极管封装结构100用于一光源模块时，通常会将多个且具有不同颜色的发光二极管封装结构焊接于条状的电路板上，再在电路板的背面贴上一导热片(thermal pad)，后再将导热片与散热片或散热板结合，藉以达到降低发光二极管封装结构温度的目的。
请参照图2，常规另一发光二极管封装结构200包括一电路板210、一发光二极管芯片220以及一透镜230。电路板210具有一线路层212，而发光二极管芯片220是藉由导电胶240而黏着于线路层212上。发光二极管芯片220是通过导电胶240而电连接至线路层212的正极电路，并通过焊线250而电连接至线路层212的负极电路。透镜230是覆盖发光二极管芯片220。
发光二极管芯片220所产生的热是通过导电胶240而传递至电路板210，以藉由电路板210将热传至外界。然而，由于发光二极管芯片220是直接黏着于线路层212上，并未通过如图1的金属块120将热源扩散，导致散热效率不佳。此外，采用成本较低的FR4印刷电路板作为电路板210时，其本身的热阻大，无法满足散热需求，因此为了提高散热效率，需采用金属芯印刷电路板。但是，金属芯印刷电路板的成本较高，所以会增加封装结构200的生产成本。同样地，将发光二极管封装结构200用于一光源模块时，亦需使用导热片与散热片或散热板结合，达到降低发光二极管封装结构温度。
发明内容
本发明的目的是提供一种发光二极管封装结构，以提升散热效率。
为达上述或是其他目的，本发明提出一种发光二极管封装结构，包括一引线框架、一发光二极管芯片与一电路板。引线框架包括一第一引线与一第二引线，而发光二极管芯片是配置于第一引线上，且电连接至第一引线与第二引线。电路板配置于引线框架上，且电连接至第一引线与第二引线。此外，电路板与发光二极管芯片位于引线框架的同一侧。
本发明将发光二极管芯片配置于第一引线上，以藉由第一引线将发光二极管芯片所产生的热散至外界，由于散热途径简单，可大幅降低热阻，因此本发明的封装结构具有高散热效率。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是常规一种发光二极管封装结构的示意图。
图2是常规一种发光二极管封装结构的示意图。
图3A是本发明一实施例的发光二极管封装结构的上视图。
图3B是沿图3A的I-I’线的剖面示意图。
图4是本发明一实施例的引线框架的上视图。
图5是本发明另一实施例的发光二极管封装结构的示意图。
图6是本发明又一实施例的发光二极管封装结构的示意图。
图7A与图7B是本发明另二实施例的发光二极管封装结构的上视图。
主要元件符号说明
100、200、300、300’、300”：发光二极管封装结构
110、210、330、330’、330”：电路板
112、212、332：线路层
120：金属块
130、310、310a、310b、310c：引线框架
132、312、312a、312b、312c：第一引线
134、314、314a、314b、314c：第二引线
140、220、320：发光二极管芯片
150、230、380：透镜
160：导热膏
170、240：导电胶
180a、180b、250、360：焊线
313：缺口
334：开口
340：焊料层
350：导电黏着层
370：胶体
具体实施方式
请参照图3A与图3B，本实施例的发光二极管封装结构300包括一引线框架310、一发光二极管芯片320与一电路板330。引线框架310包括一第一引线312与一第二引线314，第一引线312的表面积大于第二引线314的表面积。而发光二极管芯片320配置于第一引线312上，且电连接至第一引线312与第二引线314。发光二极管芯片320与第一引线312间设置一导电黏着层350使发光二极管芯片320与第一引线312电连接，导电黏着层350例如为导电胶。一焊线360的两端分别连接发光二极管芯片320与第二引线314，使发光二极管芯片320与第二引线314电连接，焊线例如为金线。
电路板330配置于引线框架310上，且电连接至第一引线312与第二引线314。电路板330与发光二极管芯片320位于引线框架310的同一侧。电路板330与引线框架310间设置一焊料层340使电路板330与引线框架310连接。此外，电路板330具有面向引线框架310的一线路层332，线路层332包含正极电路及负极电路。
而发光二极管芯片320通过导电黏着层350、第一引线312以及位于第一引线312与电路板330之间的焊料层340而电连接至线路层332的正极电路，并通过焊线360、第二引线314以及位在第二引线314与电路板330之间的焊料层340而电连接至线路层332的负极电路。
电路板330具有一开口334，而发光二极管芯片320位于开口334内。此外，发光二极管封装结构300还包括一胶体370，胶体370填满电路板330的开口以及第一引线312与第二引线314间的间隙，并覆盖发光二极管芯片320，藉以可保护发光二极管芯片320，胶体370例如是透明胶体，以使发光二极管芯片320所发出的光线穿透。另外，在本实施例中，可在胶体370位于发光二极管芯片320上方的外表面形成一透镜表面，或在胶体370上配置一透镜380，以调整发光二极管封装结构300的发光光形并提高出光效率。
在本实施例中，由于发光二极管芯片320是直接通过导电黏着层350而固着于第一引线312上，且第一引线312直接与外界接触，故发光二极管芯片320所产生的热在经由导电黏着层350传递至第一引线312后，可直接经由第一引线312将热传递至外界。换言之，发光二极管封装结构300的散热途径短，故散热效率佳。此外，在发光二极管封装结构300中的第一引线312可将发光二极管芯片320所产生的热扩散，不需金属块120(如图1所示)，所以能节省生产成本，且发光二极管封装结构300的厚度可以更薄。另外，在本实施例中不需要使用导热膏来降低各元件之间的密合度，进而降低各元件之间的热阻，因此可省去涂布导热膏的时间成本与材料成本。而且，由于散热途径不会经过电路板330，故电路板330可选用由低导热性材质制成的印刷电路板(如FR4印刷电路板)，如此可降低生产成本，且不会影响发光二极管封装结构300的散热效率。
而由于发光二极管封装结构300并无常规金属块120的设计，故电路板330的开口334尺寸，不需随金属块120的大小改变，开口334尺寸仅需使发光二极管芯片320发出的光不受遮蔽即可。
值得一提的是，有别于常规长条状的引线框架，本实施例的发光二极管封装结构300的引线框架其形状可因应各式需求而设计。举例来说，在引线框架310a中(如图4所示)，具有散热功能的第一引线312a可设计成具有大散热面积的片状，且第一引线312a具有一缺口313，而不具散热功能的第二引线314a则可设计成条状，且第二引线314a位于缺口313中。由于第一引线312a具有较大的散热面积，故有助于提升整个封装结构的散热效率。
另外，引线框架310其异于设置发光二极管芯片320的一表面可设置一散热器(图未示)，散热器与引线框架310之间设置一导热片(thermal pad)，以将发光二极管芯片320的热量通过导热片及散热器而导出发光二极管封装结构300。
请参照图5，为了避免发光极体发光二极管芯片320的光线被开口334的侧壁所遮挡而无法出光，可使引线框架310b的第一引线312b与第二引线314b从电路板330的一侧经由开口334朝电路板330的另一侧延伸，而发光二极管芯片320则配置于第一引线312b位在电路板330的另一侧的部分上。在本实施例中，由于发光二极管芯片320位于开口334上方，因此发光二极管芯片320所发出的光线不会被开口334的侧壁所阻挡。
为了避免水气直接从第一引线与第二引线之间的间隙进入封装结构而影响封装结构的可靠度，在图6所示的引线框架310c中，第二引线314c延伸至部分第一引线312c上方。如此，当水气自第一引线312c与第二引线314c之间的间隙进入封装结构时，会先被第二引线314c延伸至第一引线312c上方的部分所阻挡，因此能提升封装结构的可靠度。
值得注意的是，虽然上文中所举的封装结构皆为单颗发光二极管芯片封装结构，但是本发明的封装结构亦可为多颗发光二极管芯片封装结构。其中，多颗发光二极管芯片封装结构可视为由多个上述的单颗发光二极管芯片封装结构所组成，但各发光二极管芯片电连接至同一电路板。此外，电路板的形状可视需求而调整。举例来说，电路板可为矩形电路板(如图7A的发光二极管封装结构300’的电路板330’)，而在发光二极管封装结构300’中，发光二极管芯片320呈阵列排列。此外，电路板亦可为条状电路板(如图7B的发光二极管封装结构300”的电路板330”)，而在发光二极管封装结构300”中，发光二极管芯片320沿着电路板330”的延伸方向排列。另外，在图7A与图7B中，各发光二极管芯片320的发光颜色可全部相同、部分相同或全部不同，而当各发光二极管芯片320发光颜色不同时，各引线框架312需彼此分离。
综上所述，本发明的封装结构至少具有下列优点：
1.在本发明中，发光二极管芯片所产生的热可直接经由第一引线而传递至外界，所以散热效率佳。且第一引线的大小，不会受限于电路板的开孔的大小，可以随着发光二极管芯片的发热量作调整。
2.本发明不需常规技术中的金属块，所以能节省生产成本，且封装结构的厚度可以更薄。
3.由于散热途径不会经过电路板，故即使选用成本较低的电路板，亦不会影响封装结构的散热效率。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，包括：
一引线框架，包括一第一引线与一第二引线；
一发光二极管芯片，配置于该第一引线上，且电连接至该第一引线与该第二引线；以及
一电路板，配置于该引线框架上，且电连接至该第一引线与该第二引线，其中该电路板与该发光二极管芯片位于该引线框架的同一侧。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该电路板具有面向该引线框架的一线路层。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，还包括一焊线及一导电黏着层，该焊线的两端分别连接该发光二极管芯片与该第二引线，该导电黏着层设置于该发光二极管芯片与该第一引线之间。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该电路板具有一开口，而该第一引线与该第二引线从该电路板的一侧经由该开口朝该电路板的另一侧延伸，且该发光二极管芯片配置于该第一引线位在该电路板的另一侧的部分上。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该第一引线的表面积大于该第二引线的表面积。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该电路板具有一开口，且该发光二极管芯片位于该开口内。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构，还包括一胶体，该胶体填满该电路板的该开口以及该第一引线与第二引线间的间隙，并覆盖该发光二极管芯片。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构，其中该胶体位于该发光二极管芯片上方的外表面形成一透镜表面。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，还包括一焊料层，设置于该引线框架与该电路板之间。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，还包括一散热器及一导热片，该散热器设置于该引线框架其异于设置该发光二极管芯片的一表面上，该导热片设置于该散热器与该引线框架之间。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080716